Vakuuminiai jutikliai: veikimo principas

2024 Autorius: Erin Ralphs | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-02-19 17:42

Sensor Vacuummeter – tai taip pat slėgio rodymo įrenginys. Šiame straipsnyje apžvelgsime jų tipus, veikimo principą. Yra tokių tipų: kompresinis, mechaninis, membraninis.

Jis dar kitaip vadinamas „vakuuminiu matuokliu“. Tai žmonėms skirtas prietaisas vakuumo ir dujų, kurios savo ruožtu yra vakuuminėje aplinkoje, slėgio lygiui matuoti. Apskritai galima suprasti pagal pavadinimą.

Leonardo Da Vinci padėjo pamatus šiems įrenginiams. Jis padarė kažkokį funkcinį prietaisą, su kuriuo galėjo išmatuoti slėgį vandens vamzdyje. Šis išradimas tapo labai populiarus ir reikalingas tais metais, kai gyveno Da Vinci (1400 m.).

Jo išradimą patobulino Evangelista Torricelli, pateikusi šio įrenginio patentą. Tai buvo padaryta 1643 m., praėjus daugiau nei šimtui metų po paties Da Vinčio mirties. Vakuuminis jutiklis buvo U formos, o pagrindinis elementas, ant kurio jis veikė, buvo gyvsidabris. Deja, dėl riboto jo kiekio pačiame vamzdyje nebuvo įmanoma nustatyti didesnio nei 9 pA slėgio. Viskas pakeitė skaitmeninio vakuuminio jutiklio išvaizdą (jo nuotrauka pateikta medžiagoje žemiau).

Manometrų tipai

Mechaninis matuoklis.

Tai įrenginys, kuris nenaudoja maitinimo š altinių ir gali nustatyti lygį nuo 0,4 iki 7000 barų. Jo veikimo mechanizmas slypi tame, kad yra tam tikras žiedas, esantis ovalo formos vamzdyje, kuris savo ruožtu yra sulenktas 240 laipsnių kampu.

Jis yra griovelyje, o jo galai nėra pritvirtinti, todėl slėgis jį matuojant gali stumti vamzdžio viduje ir pasukti jį savo ruožtu. Jis yra susijęs su mechanizmu, kuris rodo tikslius rodmenis jau įrenginio skalėje. Paprastai prietaisas matuoja slėgį iki 65 barų, tačiau yra prietaisų didesniems rodmenims, apie 7100 barų.

Kad vakuuminis jutiklis būtų naudojamas agresyvesnėje aplinkoje, jo korpusas užpildytas hidroizoliacine medžiaga, kuri sutepa mechanizmą ir taip apsaugo nuo korozijos. Kaip šio mechanizmo apsauga, siekiant apsaugoti vamzdelį nuo plyšimo, matuoklio korpuse yra prapūsta sienelė, kuri sumažina perteklinį slėgį.

Burdono vamzdelio išradimas

Vamzdis yra U formos ir vadinamas hidrostatiniu matuokliu.

Parodo šio vamzdelio aptikto skysčio slėgio rezultatus. Parametrai skirtinguose šių dviejų vamzdžių galuose yra skirtingi, o prietaiso rodyklė rodo skirtumą tarp jų. Šiandien toks prietaisas nebenaudojamas, nes pasikeitė slėgio diapazonas ir prietaisas tapo visiškai nereikalingas.

Suspaudimo matuoklis.

Taimanometras, tik labai pažangus. Siekiant išplėsti savo galimybes, jis buvo suprojektuotas taip, kad prieš matavimą suspaudžia vamzdyje esantį skystį, o skalė rodo slėgio lygį. Kasdieniame gyvenime jis naudojamas tiesiog kaip kalibravimo įrenginys.

Deformacijos matuoklis, mechaninis

Šis manometras paprastai skirtas mažo vakuumo matavimams. Esant slėgiui vamzdžiui, jame esanti spyruoklė suspaudžiama ir deformuoja darbo vietą, o ji savo ruožtu perkelia apkrovą į rodyklės mechanizmą, vadinamą indikacine skale.

Vakuuminis diafragmos slėgio jutiklis.

Tai pati prieinamiausia judesio versija. Veikimo principas: vakuumas spaudžia membraną, o jis spaudžia jutiklį. Tokie prietaisai visada nepriklauso nuo terpės ir matuoja bet kokį dujų mišinį.

Šiluminiai mechanizmai

Šiluminio vakuumo matavimo jutikliai laikomi paklausiausiais, jie fiksuoja tiek vidutinio, tiek žemo vakuumo dažnius. Būtent šiuose įrenginiuose derinami tokie žmonėms svarbūs rodikliai kaip kokybė ir žema kaina. Jie gali būti naudojami tik matavimams absoliučiame vakuume. Veikimo principas yra toks: vakuumo matuoklio reakcija į dujų šilumos vamzdžio pokytį pasikeitus slėgiui.

Prietaisai skiriasi priklausomai nuo pačių dujų rūšies ir rodo tik tam tikrus mišinius. Dažniausia modifikacija yra termoporos vakuuminis matuoklis, taip pat yra Pirani prietaisų ir konvekcinių mechanizmų.

Termoporos įrenginys.

Tokstemperatūros jutiklis vakuume veikia termoporos šildymą mechanizmo viduje, o tai išprovokuoja įtampos pasikeitimą termoporų galuose. Šilumos perdavimas nuo paties jutiklio šildymo iki jo galų atsiranda dėl slėgio aplink termoporą. Kuo jis didesnis, tuo didesnė jo įtampa. Tokie vakuuminiai matuokliai yra labai pigūs tarp kitų panašių prietaisų.

Piranio jutiklis

Šis mechanizmas ir veikimo principas yra panašūs į termoporos. Jis naudoja kanalo siūlą ir paverčia šiluminę energiją į įtampą. Pirani mechanizmas yra daug tikslesnis nei kiti, nes elektros grandinė yra įlituota į mechanizmą.

Konvekcijos jutiklis.

Jis, kaip ir panašūs prietaisai, taip pat naudoja termoporą. Tačiau šio konkretaus įrenginio mechanizmas turi savo aušinimą. Juk korpusas apvyniotas specialiu siūlu, jis platesnis nei analogų. O tai, savo ruožtu, leidžia dujoms jutiklyje cirkuliuoti teisingai ir efektyviai, o tai leidžia visam konvekciniam įrenginiui geriau veikti kaip visumai. Be to, dėl greito termoporos aušinimo skalėje rodomi daug greičiau.

Pjezorezistiniai mechanizmai

Aukščiau esančioje medžiagoje esančioje nuotraukoje pavaizduotas elektroninis vakuumo jutiklis.

Dėl nepriklausomybės nuo dujų kokybės ir savybių jie pateikia tiksliausius rodmenis. Įrenginys pasižymi universalumu bet kuriame slėgio dažnių diapazone, nes pastarojo įtaka pasiekiama tiesiogiai veikiant pjezorezistiniam jutikliui. Jo matavimo diapazonas yra nuo 0,1 mm. Pavyzdžiui, „Toyota“vakuumo jutiklisveikia taip pat.

Jonizacija pagrįsti vakuuminiai jutikliai

Šio modelio vakuuminio jutiklio veikimo principas aprašytas toliau.

Bet kokios dujos vakuume turi tam tikrą skaičių jonų. Juos veikiantis magnetinis laukas arba elektros iškrova juos pagreitina. Ir šis jų įvestas greitis priklauso nuo vakuumo suspaudimo laipsnio. Pagal šį principą tokie jonizacijos matuokliai veikia.

Priklausomai nuo modifikacijos, matuokliai naudoja įvairius ir sudėtingus būdus jonams pagreitinti. Šie prietaisai dažniausiai skirti matavimams dideliame vakuume. Kadangi jos priklauso nuo dujų, o kiekvienos dujos turi skirtingą tankį, tai turi įtakos jonų greičiui.

Įrenginys, kuriame visada yra š altasis katodas

Tai jutiklis, sukuriantis elektrinį lauką. Jo magnetai yra išdėstyti taip, kad jonų judėjimas vyktų spiralės trajektorija. Būtent ji suteikia šioms dalelėms ilgiau „gyventi“, taigi ir efektyviau dirbti. Dėl to, kad šis katodas visada yra š altas, jo rodmenys skalėje yra neaiškesni, skirtingai nei šio įrenginio analogai. Tačiau tuo pačiu metu šio įrenginio garantija yra labai ilga ir jis nedažnai genda dėl patvarių dalių, kurios negali sukurti trinties viena prieš kitą.

Prodiuseriai

Pirmasis šiame straipsnyje pristatomas vakuuminių matuoklių gamintojas yra „Meta-Chrome“. Tai vietinė įmonė, gaminanti ne tik šiuos prietaisus, bet ir chromatografinę bei matavimo įrangą. Ši Rusijos įmonė į rinką atėjo m1994 m. ir nuo to laiko kuria bei gamina įrangą vakuuminei pramonei. Jos produktai tiekiami ne tik Rusijoje, bet ir užsienyje. „Meta-Chrom“įmonė visada gamina aukštos kokybės gaminį, jonizacinius ir termoporinius vakuuminius matuoklius be santuokos ir veikia be gedimų. Tai 90% atvejų patvirtina teigiami šio gamintojo gaminių klientų ir pirkėjų atsiliepimai.

Antra vakuuminius matuoklius gaminanti įmonė yra MKS Incorporated, Jungtinių Amerikos Valstijų įmonė. Jie įkūrė savo įmonę, prekiaujančią jutikliais ir kitais matavimo prietaisais, daug anksčiau nei Rusijos kolegos, dar 1962 m. Bet tada jie tai padarė labai paviršutiniškai. Ir visiškai, kaip tokios įrangos gamintojas, ji pradėjo pozicionuoti tik nuo 1998 m. MKS gamina vakuuminius matuoklius savo šaliai, tačiau, kaip ir mūsų šalies įmonė, jie gali siųsti savo gaminius į kitas šalis už nedidelį pristatymo mokestį.

Trečiasis straipsnyje nurodytas gamintojas yra „Ulvac Technologies“. Tai taip pat Amerikos gamintojas, gaminantis įvairius matavimo prietaisus, pavyzdžiui, vakuuminį matuoklį. Ši įmonė buvo įkurta 1991 m. Jų rinkoje visada buvo daug skaitmeninių vakuumo matuoklių ir kitų gaminių, kuriuos jie tiekia tiek savo šalyje (Jungtinėse Amerikos Valstijose), tiek kitose pasaulio šalyse.

Išvada

Vakuuminis matuoklis yra labai sudėtingas dalykas, kurį reikia išmokti valdyti ir teisingai nustatyti slėgį. Šis straipsnis parodė viskąšių jutiklių tipų, jų yra tik apie 10. Tai labai svarbus daiktas vairuotojų ir automobilių remontininkų bagažinėje.